20.11.2017
PL EN
25.11.2015 aktualizacja 25.11.2015

Ogólna teoria względności ma 100 lat

Fot. Fotolia Fot. Fotolia

25 listopada roku 1915 Albert Einstein opublikował ogólną teorię względności. Kilka lat później potwierdzono ją eksperymentalnie. Wywarła ogromny wpływ na fizykę, technikę i sposób myślenia o świecie.

„Dlaczego właśnie ja sformułowałem zasadę względności? Ile razy zadaję sobie to pytanie wydaje mi się, że przyczyna jest następująca: Normalny dorosły człowiek w ogóle nie rozmyśla nad problemami czasu i przestrzeni. W jego mniemaniu przemyślał to już w dzieciństwie. Ja jednak rozwijałem się intelektualnie tak powoli, że czas i przestrzeń zajmowały moje myśli nawet wtedy, gdy stałem się już dorosły” – wyjaśniał sławny fizyk.

Teoria względności składa się z dwóch teorii fizycznych. W roku 1905 Einstein opublikował szczególną teorię względności, która odnosi się do układów poruszających się wobec siebie ze stałą prędkością, zaś w roku 1915 - ogólną, będącej rozszerzeniem szczególnej teorii względności o opis zjawisk na przykład w układach przyspieszanych lub oddziałujących grawitacyjnie.

Zgodnie ze szczególną teorią względności prędkość światła w próżni jest niezmienna - nieważne, jak szybko porusza się pojazd, światło z jego reflektorów ma dla pilota i przebywającego na ziemi obserwatora taką samą prędkość. Im szybciej porusza się statek kosmiczny, tym wolnej płynie na nim czas. Gdyby jedno z bliźniąt podróżowało statkiem osiągającym prędkość bliską prędkości światła i wróciło na Ziemię, spotkałoby swego bliźniaka starszego wiele lat. Im większa prędkość cząstki, tym większa staje się jej masa. Dlatego nic materialnego nie może osiągnąć prędkości światła – bo wtedy masa stałaby się nieskończona, a rozpędzenie nieskończonej masy wymaga nieskończonej energii. Światło osiąga prędkość światła tylko, dlatego, że brak mu masy. Za to czas dla niego nie płynie.

Ogólna teoria jest jeszcze bardziej skomplikowana – zajmuje się na przykład oddziaływaniem masy na czasoprzestrzeń (zakrzywia ją) czy ugięciem światła pod wpływem grawitacji. Według anegdoty brytyjski astronom Arthur Stanley Eddington zapytany, czy to prawda, że teorię względności rozumieją tylko trzy osoby na świecie, miał zapytać „A kto jest tym trzecim?”. Teraz takich osób mogą być miliony, mimo że jej pełne zrozumienie wymaga znajomości takich pojęć jak „przestrzeń Minkowskiego” czy „tensor Riemanna”.

Jak jednak powiedział sam Einstein „Gdyby ludzie rozmawiali tylko o tym, co rozumieją, zapadłaby nad światem wielka cisza”. Samo pojęcie względności tłumaczył poglądowo: „Kiedy zalecasz się do pięknej dziewczyny, godzina wydaje się sekundą. Gdy siedzisz na piecu rozpalonym do czerwoności, sekunda wydaje się godziną. To jest właśnie względność”.

„Jeżeli teoria względności okaże się prawdziwa to Niemcy nazwą mnie wielkim Niemcem, Szwajcarzy Szwajcarem, a Francuzi wielkim uczonym. Jeżeli natomiast teoria względności okaże się błędna, wtedy Francuzi nazwą mnie Szwajcarem, Szwajcarzy Niemcem, a Niemcy Żydem” powiedział Einstein w roku 1918. W maju roku 1919 podczas obserwacji zaćmienia Słońca zespołowi brytyjskiego astronoma Arthura Stanleya Eddingtona udało się zaobserwować przewidziane przez ogólną teorię względności ugięcie światła odległych gwiazd. Einstein stał się nie tylko sławnym fizykiem, ale także ikoną popkultury. Do tej ikoniczności przyczyniła się z pewnością jego fryzura w stylu „szalonego naukowca", którą wymyśliła przyjaciółka Einsteina, Johanna Fantova.

Laureat Nagrody Nobla z roku 1954 Max Born uznał ogólną teorię względności za "największe osiągnięcie ludzkiego myślenia o przyrodzie", a noblista z roku 1933 Paul Dirac - za „prawdopodobnie największe odkrycie naukowe w historii".

Późniejsze badania wykazały także przewidziane przez Einsteina odchylenia orbity Merkurego. Potwierdziło się, że energia może przekształcać się w materię, a materia w energię (na przykład podczas reakcji jądrowych, a czarne dziury tak bardzo zaginają światło, że ich nie widać. Satelity systemu GPS muszą brać poprawkę na zakrzywienie czasoprzestrzeni przez ziemską grawitację. (PAP)

pmw/ krf/

Partnerzy

Copyright © Fundacja PAP 2017